Cos’è un PCS skid? Cosa c’è nel container PCS e come si distingue dal container batterie

Il PCS skid è il convertitore (PCS, power conversion system) di un sistema di accumulo a batterie, assemblato in un solo gruppo con il suo trasformatore elevatore di media tensione. Installato in un involucro di tipo container, lo stesso gruppo diventa un container PCS. In scarica il PCS converte in corrente alternata la corrente continua delle batterie e il trasformatore ne eleva la tensione al livello delle linee MT dell’impianto; in carica il flusso si inverte.

Gli esempi che seguono vengono dal Richborough Energy Park, nel Kent (Regno Unito), dove ETENZ ha costruito per NR Electric i 20 container PCS dell’impianto: diciotto high cube da 40 piedi e due high cube da 20 piedi. Il progetto è descritto nella referenza container PCS per BESS nel Regno Unito.

Cosa contiene un container PCS

Le apparecchiature principali sono il PCS e il trasformatore elevatore. Il PCS, chiamato anche inverter di batteria, è bidirezionale: in scarica converte in alternata la corrente continua delle batterie, in carica converte in continua la corrente alternata della rete e la invia alle batterie. In questo tipo di unità il PCS eroga corrente alternata in bassa tensione e il trasformatore la porta in media tensione. La combinazione la decide il fornitore delle apparecchiature, e alcuni container PCS ospitano anche un quadro BT e un’unità ad anello MT (RMU).

Raffreddamento e accesso per la manutenzione decidono la disposizione delle porte. A Richborough ogni unità da 40 piedi ha quattro porte a griglia al centro del lato lungo, davanti al vano trasformatore: in esercizio lo ventilano e per la manutenzione si aprono completamente. Le altre porte sono cieche.

Differenza tra container PCS e container batterie

Il container batterie ospita i rack di batterie e il sistema di gestione delle batterie (BMS) e si dimensiona sull’energia, in MWh, come i 143 container BESS da 5 MWh costruiti per Zhongwei, nel Ningxia. Il container PCS non contiene batterie e si dimensiona sulla potenza, in MW: a Richborough ogni unità da 40 piedi ospita un gruppo di conversione ed elevazione da 5,5 MW.

Anche il raffreddamento è diverso. Le batterie sono sensibili alla temperatura: il container batterie è a tenuta e le mantiene in un intervallo di temperatura ristretto con raffreddamento a liquido o condizionamento; i requisiti del container sono trattati in progettazione di container BESS. Nel container PCS il calore viene dal PCS e dal trasformatore, e il vano trasformatore si ventila con porte a griglia o feritoie di aerazione. Un PCS raffreddato a liquido richiede anche un’unità di raffreddamento a liquido per inverter PCS: montaggio, passaggi delle tubazioni e alimentazione ausiliaria si progettano insieme al container.

Il container PCS si confronta spesso anche con la cabina di trasformazione e con la sottostazione. Un modulo che ospita solo il trasformatore elevatore e i quadri MT/BT, con il PCS installato altrove, è una cabina di trasformazione per BESS, come l’E-⁠House per trasformatore BESS da 20 piedi, divisa in vano MT, vano trasformatore e vano BT. La sottostazione sta invece all’uscita dell’impianto: i container PCS elevano ciascuno la tensione a livello MT e la potenza raccolta entra nella rete ad alta tensione attraverso la sottostazione.

40 o 20 piedi: il container in base alla potenza

Il container segue le apparecchiature: potenza e disposizione di PCS e trasformatore sono stabilite dal loro fornitore, sui cui requisiti tecnici lavora il costruttore del container. I container PCS di Richborough usano due formati high cube:

L’unità da 20 piedi ospita metà della potenza di quella da 40 piedi in circa metà della lunghezza. Entrambe sono larghe 2.438 mm e alte 2.896 mm, hanno la stessa sezione e portano blocchi d’angolo standard e numero di container. Specifiche e perimetro di fornitura dell’unità da 40 piedi sono nella pagina del container PCS da 40 piedi.

Che cosa fa il costruttore del container

PCS, trasformatore e requisiti tecnici vengono dal fornitore delle apparecchiature; il costruttore del container realizza l’involucro e i suoi sistemi ausiliari. Per Richborough ETENZ ha completato in fabbrica queste parti, secondo i requisiti tecnici di NR Electric:

• Involucro: struttura dei due formati high cube, da 40 e 20 piedi, porte a griglia del vano trasformatore, serrature e guarnizioni.
• Illuminazione: apparecchi LED con marcatura CE e illuminazione di emergenza da 90 minuti.
• Rilevazione incendi ed esodo: rilevatori di fumo e segnaletica di esodo.
• Ambiente e alimentazione: riscaldatori, regolatori di temperatura e umidità con interfaccia in inglese e prese a standard britannico.
• Esterno: verniciatura con la livrea del progetto, così ogni container è arrivato in cantiere con l’aspetto comune dell’impianto.

PCS e trasformatori sono stati forniti da NR Electric. I produttori di PCS e di trasformatori e gli integratori di BESS possono affidare a ETENZ la costruzione del container e l’allestimento dei sistemi ausiliari, attorno alle proprie apparecchiature e al proprio marchio: le modalità sono descritte in produzione di container BESS per OEM e integratori.

PCS skid, MV skid o container PCS

PCS sta per power conversion system, cioè sistema di conversione di potenza. Lo skid è il telaio di base in acciaio su cui le apparecchiature vengono preassemblate e movimentate in un solo pezzo: un PCS skid è quindi il PCS con il suo trasformatore elevatore costruito come un unico gruppo, che molti fornitori chiamano anche MV skid (medium voltage skid, skid di media tensione). Dentro un involucro di tipo container lo stesso gruppo è un container PCS, il termine che usa ETENZ.

I fornitori usano questi nomi in modi diversi: un MV skid comprende il PCS, un altro porta solo il trasformatore MT e i quadri. Per sapere che cosa contiene una data unità, l’elenco delle apparecchiature è più affidabile del nome.

Richborough Energy Park: 20 container PCS

Il Richborough Energy Park, nel Kent (Regno Unito), è un sistema di accumulo a batterie da 100 MW / 100 MWh collegato alla rete di trasmissione tramite la sottostazione a 400 kV di National Grid a Richborough. ETENZ ha costruito per NR Electric i suoi 20 container PCS: diciotto high cube da 40 piedi, ciascuno con un gruppo di conversione ed elevazione da 5,5 MW, e due high cube da 20 piedi da 2,75 MW ciascuno.

I container sono stati consegnati a luglio 2022 e sono arrivati in cantiere a ottobre 2022. L’impianto è stato collegato alla rete a dicembre 2023 ed è in esercizio commerciale. Consegna e dettagli dei container sono descritti nella referenza Richborough.

Domande frequenti

Che differenza c’è tra container PCS e container batterie?

Il container batterie ospita i rack di batterie e il BMS, si dimensiona in MWh e controlla temperatura e umidità interne. Il container PCS ospita il PCS e il trasformatore elevatore ma nessuna batteria, si dimensiona in MW e ha il vano trasformatore ventilato.

Che cosa significa PCS in un BESS?

Power conversion system, cioè sistema di conversione di potenza: il convertitore bidirezionale tra batterie e rete. Il container PCS è l’involucro che lo ospita insieme al trasformatore elevatore.

Il container PCS è una cabina di trasformazione?

No. La cabina di trasformazione per BESS ospita solo il trasformatore elevatore e i quadri MT/BT, con il PCS installato a parte; il container PCS ospita anche il PCS.

Quali dimensioni ha un container PCS?

Dipendono dalle apparecchiature. Al Richborough Energy Park ogni container PCS high cube da 40 piedi (12.192 × 2.438 × 2.896 mm) ospita un gruppo di conversione ed elevazione da 5,5 MW e ogni high cube da 20 piedi (6.058 × 2.438 × 2.896 mm) ospita 2,75 MW.

PCS skid e MV skid sono la stessa cosa?

Dipende dal fornitore. Alcuni MV skid comprendono il PCS, altri portano solo il trasformatore MT e i quadri, con il PCS installato a parte. Lo chiarisce l’elenco delle apparecchiature.

Per far costruire un container attorno ai vostri PCS e trasformatori, inviate a ETENZ la disposizione delle apparecchiature e i requisiti tecnici e richiedete un preventivo.